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Cartographer激光雷达slam -20241116

2025/2/7 18:30:26 来源:https://blog.csdn.net/qq_25188995/article/details/143824643  浏览:    关键词:Cartographer激光雷达slam -20241116

Cartographer
请添加图片描述

Cartographer代码结构

  • cartographer:负责处理来自雷达、IMU和里程计的数据并基于这些数据进行地图的构建,是cartographer理论的底层实现
  • cartographer_ros:基于ros的通信机制获取传感器的数据并将它们转换成cartographer中定义的格式传递给cartographer处理,与此同时也将cartographer的处理结果发布用于显示或保存,是基于cartographer的上层应用

算法原理

主题逻辑

-通过闭环检测来消除构图过程中产生的累积误差

  • 闭环检测的基本单元是submap

  • 一个submap是由一定数量的laser scan构成。将一个laser scan插入其对应的submap时,会基于submap已有的laser scan及其它传感器数据估计其在该submap中的最佳位置。

  • 假设:submap的创建在短时间内的误差累积被认为是足够小的。然而随着时间推移,越来越多的submap被创建后,submap间的误差累积则会越来越大。因此需要通过闭环检测适当的优化这些submap的位姿进而消除这些累积误差,这就将问题转化成一个位姿优化问题。

  • ? submap如何分割,根据时间?

  • 当一个submap的构建完成时,该submap就会加入到闭环检测中

  • 闭环检测会考虑所有的已完成创建的submap。当一个新的laser scan加入到地图中时,在新加入地图
    的laser scan的估计位姿附近取一个窗口,进而在该窗口内寻找该laser scan的一个可能的匹配,如果找到了一个足够好的匹配,则会将该匹配的闭环约束加入到位姿优化问题中

细节

  • 自适应体素滤波
  • 根据点云密度使用不同大小的尺寸,在在减少数据量的同时,保持对细节的较好保留
  • 点云匹配
  • 使用Ceres

数据采集器件

  • 激光雷达:
  • 里程计:般是指根据移动机器人纶组上的编码器估计的机器人位姿,它是一种积分性质的位姿估计,如果机器人在运动过程中出现了打滑、碰撞等无法或者很难建模的情况时,会出现很大的误差, 而且随着时间的流逝不断累积
    -位姿:IMU的测量数据主要是指加表和陀螺测量的线加速度和角速度。根据惯导的理论知识,我们知道IMU是可以比较准确的估计出机器人位姿的。 但是同样会存在累积误差,系统长时间运行时如果不能及时修正就会爆炸
  • 全局定位坐标,精度差,如gps

参考:https://blog.csdn.net/HERO_CJN/article/details/81068311
重点参考:https://gaoyichao.com/Xiaotu/

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